INTENSYWNOŚĆ ODWILŻY ATMOSFERYCZNYCH NA POMORZU

Transkrypt

1 WODA-ŚRODOWSKO-OBSZARY WEJSKE 5: t. 5 z. specj. (4) WATER-ENVRONMENT-RURAL AREAS s nstytut Melioracji i Użytków Zielonych w Falentach, 5 NTENSYWNOŚĆ ODWLŻY ATMOSFERYCZNYCH NA POMORZU Małgorzata CZARNECKA Akademia Rolnicza w Szczecinie, Katedra Meteorologii i Klimatologii Słowa kluczowe: częstość, klasy intensywności, zimowe ciągi odwilżowe S t r e s z c z e n i e Do opracowania wykorzystano dobowe temperatury powietrza z wysokości m n.p.g. z stacji meteorologicznych MGW z okresu od października do kwietnia lat 98/98 999/. Stwierdzono, że od 7 do 75% zimowych odwilży atmosferycznych osiąga intensywność od, do 4,5 C. Przeciętna intensywność odwilży zwiększa się wyraźnie wraz z czasem ich trwania od,5 C w okresach krótszych niż 5 dni do blisko 4 C w okresach ponad -dniowych. WSTĘP Według klasyfikacji zaproponowanej przez PACZOSA [99], w klimatycznych warunkach Pomorza przeważają zimy łagodne, występujące w zachodniej części nawet sześciokrotnie częściej niż zimy mroźne. Charakterystycznym zjawiskiem w czasie takich zim są występujące na przemian z okresami chłodnymi i mroźnymi ocieplenia, określane jako odwilże. Są one wywołane napływem mas powietrza znad Oceanu Atlantyckiego, a największe dodatnie anomalie występują w warunkach zachodniej cyrkulacji cyklonalnej [BARANOWSK, ]. Odwilże atmosferyczne przyczyniając się do przedwczesnego rozhartowania roślin mogą współdziałać w powstawaniu różnych szkód w zasiewach ozimin, z drugiej zaś strony prowadząc do częściowego lub całkowitego rozmarzania gleby stwarzają potencjalne możliwości przyrostu zimowej retencji glebowej. Adres do korespondencji: dr hab. M. Czarnecka, prof. nadzw., Akademia Rolnicza, Katedra Meteorologii i Klimatologii, ul. Papieża Pawła V nr 3, Szczecin; tel. +48 (9) , czarnecka@agro.ar.szczecin.pl

2 84 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (4) W nielicznych pozycjach literatury na ten temat odwilże określane są na podstawie temperatury maksymalnej [KUZEMSK, 967; MRUGAŁA, 987; 988; OL- SZEWSK, SZAŁACH, WELEBA, 997] bądź średniej dobowej temperatury powietrza [CZARNECKA, 99; 4]. Przestrzennym rozkładem intensywności odwilży atmosferycznych w Polsce zajmował się jedynie MRUGAŁA [988]. Kontynuując wcześniej przeprowadzone charakterystyki zjawiska, w niniejszej pracy oceniono czasową i przestrzenną zmienność intensywności odwilży atmosferycznych na Pomorzu, opracowanych na podstawie temperatury średniej dobowej. MATERAŁY METODY BADAŃ W pracy wykorzystano średnie dobowe temperatury powietrza z wysokości m n.p.g. z stacji meteorologicznych MGW z okresu od października do kwietnia z lat 98/98 999/. Przyjęto, że odwilż atmosferyczną stanowią co najmniej dwudniowe okresy z dodatnią średnią dobową temperaturą, występującą po pierwszym, przynajmniej trzydniowym okresie ze średnią dobową temperaturą poniżej C. Wśród tak rozumianych okresów odwilży wyróżniono odwilże zimowe, po których, w przeciwieństwie do odwilży wiosennych, kończących zimę, występowały jeszcze nawroty termicznej zimy, przynajmniej w dwudniowych okresach. Do oceny zmienności intensywności odwilży atmosferycznej w latach 98 zastosowano analizę korelacji pojedynczej na poziomie istotności: α =,5 i α =,, a także współczynnik zmienności losowej (w %), będący stosunkiem wartości średniej do odchylenia standardowego. WYNK BADAŃ Średnia intensywność odwilży atmosferycznych w okresie grudzień marzec wynosi poniżej 3 C w najwyżej wzniesionych rejonach Pojezierza Pomorskiego i wzrasta ponad 3,5 C na Pomorzu Zachodnim (rys. ). Największa intensywność, a jednocześnie największa zmienność przestrzenna zjawiska występuje w trzeciej dekadzie marca w dolinie dolnej Odry i Warty intensywność odwilży przekracza nawet wartość 5,5 C, podczas gdy na Pojezierzu Kaszubskim wynosi poniżej 4 C. W czasie kalendarzowej zimy (od grudnia do lutego) najmniej intensywne odwilże, z temperaturą na ogół poniżej 3 C, występują w trzeciej dekadzie stycznia, natomiast najbardziej intensywne, a równocześnie najmniej zróżnicowane przestrzennie (od 3,5 C do ok. 4, C) w trzeciej dekadzie lutego (rys. ). Duże różnice intensywności odwilży w tym samym czasie na różnych stacjach obserwuje się w pierwszej dekadzie stycznia, a także w pierwszej dekadzie lutego. W latach 98 maksymalna dobowa intensywność odwilży atmosferycznych wynosiła w zależności od stacji, od około 7 do 4 C, czyli co najmniej dwukrotnie przewyższała wartość średnią.

3 M. Czarnecka: ntensywność odwilży atmosferycznych na Pomorzu 85 a) b) Rys.. Średnia intensywność odwilży atmosferycznych na Pomorzu (lata 98 ): a) grudzień marzec, b) 3. dekada marca Fig.. Average intensity of atmospheric thaws in Pomerania (98 ): a) December March, b) 3 March Na większości stacji współczynnik zmienności losowej intensywności odwilży w kolejnych dekadach od grudnia do marca wynosi od ok. 6 do 8%, a jego przebieg cechuje pewna regularność. Mniejszą zmienność zjawiska obserwuje się bowiem w pierwszych dekadach stycznia, lutego i marca, a większą w drugiej bądź trzeciej dekadzie każdego z wymienionych miesięcy (rys. 3). Zwraca również uwagę wyraźnie większa zmienność intensywności odwilży w okresie od pierwszej dekady stycznia do pierwszej dekady lutego w wyżej położonych rejonach Pomorza (Chojnice i Kościerzyna). Na podstawie analizy zmienności intensywności odwilży w latach 98 można stwierdzić tendencję wzrostową zjawiska. Statystycznie istotny, dodatni trend prawie dla wszystkich stacji (z wyjątkiem Gorzowa Wlkp.) udowodniono jednak tylko w lutym, najczęściej dla α =,5, co przykładowo ilustruje rysunek 4.

4 86 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (4) 4 3 największa dobowa highest 4-hour oc średnia- mean średnia mean X Chojnice Koszalin Szczecin Gorzów Wlkp. Kościerzyna Ustka dekady decades miesiące months Rys.. Średnia oraz największa dobowa intensywność odwilży atmosferycznych na Pomorzu (lata 98 ) Fig.. Average and the highest daily (4 hours) intensity of atmospheric thaws in Pomerania (98 ) W omawianym dwudziestoleciu intensywność odwilży atmosferycznych w lutym zwiększała się o,,5 C na dziesięć lat. Stosunkowo nieduże zróżnicowanie przeciętnej intensywności, a jednocześnie duża zmienność zjawiska skłoniły do scharakteryzowania występowania odwilży z uwzględnieniem określonych przedziałów temperatury. W tej części analizy skupiono się wyłącznie na odwilżach zimowych, eliminując odwilże wiosenne, kończące zimę, czyli prowadzące do trwałego wzrostu temperatury ponad C. W analizie przyjęto następujące przedziały intensywności zimowych odwilży atmosferycznych:,,5 C,,6 3, C, 3, 4,5 C, 4,6 6, C, 6, 7,5 C oraz >7,5 C. Także ta charakterystyka nie dała podstaw do stwierdzenia dużego zróżnicowania intensywności odwilży na Pomorzu. W okresie grudzień marzec, w 7 do 75% przypadków, odwilże zimowe osiągają intensywność od, do 4,5 C, przy czym w około /3 przypadków ich intensywność nie przekracza wartości,5 C (rys. 5).

5 M. Czarnecka: ntensywność odwilży atmosferycznych na Pomorzu % X Chojnice Gorzów Wlkp. Koszalin Kościerzyna Szczecin Ustka dekady decades miesiące months Rys. 3. Współczynnik zmienności losowej (%) intensywności odwilży atmosferycznych na Pomorzu (lata 98 ) Fig. 3. Random variation coefficient (%) of atmospheric thaws intensity in Pomerania (98 ) a) 6 R = 36,3 % *** latayears o C o C b) 6 R = 4,6% 5 4 ** lata years Rys. 4. Zmienność intensywności odwilży atmosferycznych w lutym (lata 98 ): a) Kościerzyna, b) Koszalin; trend: *** istotny dla α =,, ** istotny dla α =,5 Fig. 4. Variability of the atmospheric thaws intensity in February (98 ): a) Kościerzyna, b) Koszalin; trend: *** significant at α =., ** significant at α =.5 Rozkład częstości odwilży w przyjętych klasach intensywności w poszczególnych miesiącach jest podobny (rys. 6). Jednak w wyżej położonych rejonach Pomorza, o przeciętnie mniejszej intensywności odwilży, występuje dość regularne, sukcesywne zmniejszanie częstości zjawiska w miarę zwiększania się jego intensywności (np. Kościerzyna, Chojnice). Klasa najmniejszej intensywności odwilży przeważa w tych miejscowościach głównie w dwóch najzimniejszych miesiącach roku, tj. w styczniu i lutym. W pozostałej części Pomorza w niektórych miesiącach zimowe odwilże równie często osiągają temperaturę w zakresie,,5 C, jak i,6 3, C czy nawet 3, 4,5 C, a wyraźniejsze zmniejszenie częstości następuje

6 88 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (4) a) b) Rys. 5. Częstość występowania (%) na Pomorzu zimowych odwilży atmosferycznych o różnej intensywności w okresie grudzień marzec (lata 98 ): a),,5 C, b), 4,5 C Fig. 5. Frequency of occurrence (%) of atmospheric winter thaws of different intensity from December to March in Pomerania (98 ): a) up to.5 C, b) up to 4.5 C dopiero, gdy intensywność osiąga wartość ponad 4,5 C, np. w grudniu w Szczecinie i w Ustce. W styczniu, a także w marcu, procentowy udział odwilży zimowych o intensywności od,6 do 3, C jest w wielu stacjach nawet nieco większy niż o najmniejszej intensywności. Odwilże zimowe, w czasie których średnia dobowa temperatura wynosi ponad 7,5 C, zdarzają się z częstością do %, głównie w grudniu oraz w marcu, przede wszystkim na Pomorzu Zachodnim. Mając na uwadze bardzo zróżnicowaną długość okresów odwilży na Pomorzu [CZARNECKA, 4], scharakteryzowano średnią intensywność zimowych odwilży atmosferycznych, w zależności od czasu ich trwania. Uwzględniono nieprzerwane ciągi: <5 dni, 6, i > dni. Zróżnicowanie między stacjami, zarówno liczby ciągów, jak i ich przeciętnej intensywności, jest niewielkie, w związku z czym wyniki uśredniono dla całego Pomorza (rys. 7). Przeważająca liczba okre-

7 M. Czarnecka: ntensywność odwilży atmosferycznych na Pomorzu 89 3 Chojnice X X- Częstość, % Frequency, % Gorzów Wlkp. X X- Koszalin X X- Kościerzyna X X- 3 Szczecin X X- 3 Ustka X X- miesiące m onths,-,5 C,6-3, C 3,-4,5 C 4,6-6, C 6,-7,5 C >7,6 C C Rys. 6. Częstość występowania (%) na Pomorzu zimowych odwilży atmosferycznych w przyjętych klasach intensywności (lata 98 ) Fig. 6. Frequency of occurrence (%) of atmospheric winter thaws in Pomerania in adopted classes of intensity (98 )

8 9 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (4) a) o C 4 3 a) < > dni days liczba ciągów number of sequences intensywność intensity,5,5 liczba ciągów number of seguences b) 5 4 b) 3 o C X < 5 dni days 6- dni days - dni days > dni days miesiące months Rys. 7. Średnia intensywność zimowych odwilży atmosferycznych na Pomorzu w okresie od grudnia do marca (lata 98 ): a) w poszczególnych przedziałach czasu trwania, b) w miesiącach Fig. 7. Average intensity of atmospheric thaws from December to March in Pomerania (98 ), a) in particular time intervals, b) in months sów z zimowymi odwilżami atmosferycznymi ma długość do 5 dni, zwłaszcza w najwyższych rejonach Pojezierza Pomorskiego, co jest zbieżne z wynikami oceny długotrwałości odwilży przeprowadzonej przez MRUGAŁĘ [988], na podstawie temperatury maksymalnej. Równie często notuje się odwilże zimowe liczące 6, jak i dni, a przeciętnie co drugi rok zdarzają się odwilże trwające nieprzerwanie ponad dni. Średnia intensywność odwilży trwających <5 dni w całym okresie od grudnia do marca jest niemal identyczna i wynosi ok.,5 C, odwilży liczących od 6 do dni jest już o ok.,5 C większa, trwających od do dni zwiększa się do 3 C, a najdłuższych, ponad -dniowych wynosi prawie 4 C. Odwilże najkrótsze mają zbliżoną intensywność (ok.,5 C) we wszystkich miesiącach od grudnia do marca, natomiast najdłuższe, ponad -dniowe, już w lutym osiągają przeciętną intensywność 4 C (rys. 7). Największe zróżnicowanie intensywności odwilży zimowych, w zależności od czasu ich trwania, występuje w lutym i marcu.

9 M. Czarnecka: ntensywność odwilży atmosferycznych na Pomorzu 9 WNOSK. Średnia intensywność odwilży atmosferycznych na Pomorzu w okresie od grudnia do marca wynosi na ogół od 3 do 4 C, a tylko w trzeciej dekadzie stycznia jest o ok. C mniejsza.. Od 7 do 75% zimowych odwilży atmosferycznych osiąga temperaturę od, do 4,5 C, a wśród nich niedużą przewagę mają odwilże o intensywności do,5 C. 3. Wyraźne różnice w intensywności zimowych odwilży atmosferycznych wiążą się z czasem ich trwania. ntensywność odwilży ponad -dniowych jest około dwukrotnie większa niż odwilży krótszych, nieprzekraczających dni. 4. Najmniej intensywnymi zimowymi odwilżami atmosferycznymi, występującymi w najkrótszych okresach oraz przebiegającymi z największą zmiennością, przede wszystkim w styczniu oraz w lutym, odznaczają się wyżej położone rejony Pojezierza Pomorskiego. LTERATURA BARANOWSK D.,. Zróżnicowanie warunków atmosferycznych w Polsce w zależności od typu cyrkulacji. Pr. St. Geogr. t. 9 UW s CZARNECKA M., 99. Daty odwilży atmosferycznych. Dni z odwilżami atmosferycznymi od listopada do marca. Częstość odwilży atmosferycznych. W: Atlas klimatyczny elementów i zjawisk szkodliwych dla rolnictwa w Polsce. Pr. zbior. Red. Cz. Koźmiński, T. Górski, B. Michalska. Puławy: UNG, Szczecin: AR s.. CZARNECKA M., 4. Odwilż atmosferyczna. W: Atlas zasobów i zagrożeń klimatycznych Pomorza. Pr. zbior. Red. Cz. Koźmiński, B. Michalska. Szczecin: AR s. 53. KUZEMSK J., 967. Rozważania nad pojęciem odwilży. Wiad. Sł. Hydrol. Meteorol. 3() 3 4 s MRUGAŁA SZ., 987. Przestrzenny rozkład odwilży atmosferycznych o różnej intensywności w Polsce. Folia Soc. Sci. Lubl. vol. 9 nr s MRUGAŁA SZ., 988. Przestrzenny rozkład odwilży atmosferycznych na obszarze Polski. Ann. UMCS Sect. B 4/43 9 s OLSZEWSK J.L., SZAŁACH G., WELEBA B., 997. Odwilże atmosferyczne w Łysogórach. Rocz. AR Pozn. 9 Melior. nż. Środ. 7 s PACZOS S., 99. Ostrość termiczna zim. W: Atlas klimatyczny elementów i zjawisk szkodliwych dla rolnictwa w Polsce. Pr. zbior. Red. Cz. Koźmiński, T. Górski, B. Michalska. Puławy: UNG, Szczecin: AR s. 6.

10 9 Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie t. 5 z. specj. (4) Małgorzata CZARNECKA THE NTENSTY OF ATMOSPHERC THAWS N POMERANA Key words: frequency, intensity classes, winter thaw sequences S u m m a r y Daily (4 hours) air temperatures at the level of cm above the ground measured at MGW meteorological stations from October to April during the period from 98/98 to 999/ were taken for this study. t was found that 7 to 75% of atmospheric thaws reached the intensity from. to 4.5 C. The average intensity of thaws distinctly increased with their duration from.5 C in periods shorter than 5 days to about 4.5 C in periods lasting longer than days. Recenzenci: dr hab. Jan Grabowski, prof. UWM dr hab. Tadeusz Zawora Praca wpłynęła do Redakcji.4.5 r.